La taille du cerveau par rapport à la taille du corps et les racines de l’intelligence

Le comportement que nous considérons comme intelligent est étrangement répandu dans le règne animal. Des animaux avec des cerveaux complètement différents du nôtre – un type de poulpe et des oiseaux différents – gèrent des outils, pour ne donner qu’un exemple. Il semble évident que le cerveau a besoin d’un certain niveau de taille et de sophistication pour permettre l’intelligence. Mais comprendre pourquoi certaines espèces semblent avoir une intelligence alors que d’autres sont étroitement liées n’est pas difficile – si difficile que nous ne le comprenons pas vraiment.

L’une des idées les plus simples était que la taille est primordiale : vous avez un cerveau suffisamment grand et au moins vous avez la capacité d’être intelligent. Mais de nombreux oiseaux semblent assez intelligents malgré leur petit cerveau – peut-être à cause de cela ramper plus de neurones à une certaine taille que les autres espèces. Certains chercheurs préfèrent l’idée que l’intelligence vient d’avoir un cerveau grand pour la taille de votre corps, mais la preuve est là un peu mélangé.

Cette semaine, une équipe de chercheurs a publié un document de recherche dans lequel ils soutiennent que la réponse est un peu des deux : la taille relative et absolue compte quand il s’agit du cerveau. Ils soutiennent qu’une approche spécifique du développement du cerveau contribue à le renforcer.

Qu’est-ce qui fait l’intelligence ?

Pour étudier ce qui fait l’intelligence, il faut définir le mot. Cela peut être une chose glissante à détruire. Nous connaissons tous des personnes qui sont (et/ou) brillantes dans certaines circonstances mais stupides dans d’autres. De même, l’animal peut se livrer à l’utilisation d’outils mais est incapable de savoir se repérer autour d’un simple obstacle. Ainsi, définir l’intelligence de différentes manières peut produire des réponses différentes quant à savoir si un type particulier est admissible ou non.

Pour le présent travail, l’accent a été mis sur les capacités mentales des oiseaux. Les chercheurs ont défini l’intelligence comme une innovation ou une tendance à adopter de nouveaux comportements. (Les hiboux ont dû être exclus de l’étude car leurs comportements sont difficiles à observer.) Le nombre d’articles rapportant des comportements inventifs a été normalisé en le divisant par le nombre total d’articles décrivant tout comportement chez une espèce pour tenir compte du fait que certains étaient simplement mieux étudiés que d’autres.

Les chercheurs ont ensuite comparé cela aux caractéristiques du cerveau avec trois questions à l’esprit. L’une était de savoir si l’intelligence était liée à des régions spécifiques du cerveau – en particulier une région appelée pallium chez les oiseaux, qui semble gérer bon nombre des mêmes fonctions que le néocortex chez l’homme. Cette zone, entre autres, est celle où le cerveau intègre les informations sensorielles et planifie les activités.

En tirant parti d’un système qui leur permet de compter le nombre de neurones présents dans différentes régions du cerveau, les chercheurs peuvent tester si l’intelligence est en corrélation avec la taille du cerveau dans son ensemble, avec le pallium en particulier, ou avec le rapport entre la taille du cerveau et la taille du corps. . L’équipe de recherche pourrait également examiner l’histoire évolutive du cerveau chez les espèces intelligentes et essayer de comprendre comment les associations découvertes se sont produites.

¿Por qué no los dos?

En général, des cerveaux plus gros signifient un comportement plus complexe. Les auteurs ont conclu que « le nombre de neurones dans l’ensemble du cerveau est positivement corrélé à la propension à l’innovation comportementale, en particulier les innovations techniques qui nécessitent soi-disant une cognition plus avancée ». Mais le contrôle de la taille corporelle a montré que la taille relative du cerveau comptait toujours. Si une espèce a plus de neurones que ce à quoi vous vous attendriez en fonction de sa taille corporelle, elle est plus susceptible d’être impliquée dans des comportements complexes.

Les chercheurs suggèrent que nous avons tendance à considérer cela comme une situation soit / soit – il devrait s’agir soit du volume total du cerveau, soit du rapport cerveau-corps. En préparant nos analyses pour comparer les deux, nous avons limité notre capacité à déterminer que les deux corrélats semblent être corrects simultanément. Lorsque des régions spécifiques du cerveau ont été analysées indépendamment, le pallium était la région la plus importante associée au comportement complexe des oiseaux. Le cervelet a également contribué, mais dans une moindre mesure.

Conformément aux conclusions générales, le nombre de neurones dans le pallium augmentait à la fois avec la taille absolue du cerveau et le volume du cerveau par rapport à la taille du corps. Les neurones cérébelleux étaient significativement élevés en fonction de la taille absolue du cerveau. Il n’y avait pas de modèle clair dans le nombre de neurones dans le tronc cérébral.

Les corvidés et les perroquets sont connus pour avoir certains des comportements les plus complexes du monde des oiseaux. En les analysant séparément, les chercheurs ont montré que le nombre de neurones est rapidement proportionnel à la taille du corps – beaucoup plus rapidement que d’autres groupes d’oiseaux. Comment ces types se retrouvent-ils avec un nombre anormalement élevé de neurones ? Ils ont tendance à avoir une période de croissance plus longue après leur éclosion, cette fois étant utilisée pour mobiliser plus de neurones dans le pallium. Les perroquets ont tendance à continuer à générer des neurones plus longtemps et les neurones ne mûrissent pas aussi rapidement que les autres neurones.

Évidemment, nous voudrions faire une analyse similaire avec des groupes autres que les oiseaux pour voir s’il s’agit d’une règle générale ou comment les oiseaux ont produit des espèces avec une intelligence diverse. Mais, même si ce résultat est une indication générale du « comment », il ne nous aide pas vraiment à répondre au « pourquoi? » Les chercheurs suggèrent que les perroquets ont tendance à être les plus gros oiseaux qui vivent longtemps. Par conséquent, le temps de récompense pour la possession d’appareils mentaux bien développés est plus long, même s’il faut plus de temps pour développer ces appareils.

Ce qui semble assez contre-intuitif jusqu’à ce que vous commenciez à penser aux exceptions. Les corbeaux tels que les corbeaux et les gitans n’ont que sept ans environ, mais certains en sont encore capables très sophistiqué comportement. Les geais ne sont pas des oiseaux particulièrement gros. Et de nombreux grands oiseaux à longue durée de vie ne se sont pas retrouvés avec des comportements indiquant une intelligence. Donc, même si cela continue, il y a beaucoup de choses que nous ignorons sur les raisons pour lesquelles certains animaux deviennent intelligents.

Environnement et évolution de la nature2022. DOI : 10.1038 / s41559-022-01815-x (À propos des DOI).